СКОРОСТИ Р-ВОЛН В ВЕРХНЕЙ МАНТИИ ПЛАТФОРМ

 2021 г. В.В. Гордиенко*, Л.Я. Гордиенко

Институт геофизики им. С.И. Субботина НАН Украины, г. Киев, Украина

* e-mail: gordienkovadim39@gmail.com

Поступила в редакцию 03.09.2020 г.; после доработки 10.09.2020 г.

Принята к публикации 02.10.2020 г.

Аннотация. Проведенное исследование скоростного разреза верхней мантии континентальной платформы – завершающее в цикле работ авторов, посвященных анализу подобных одномерных моделей для регионов со всеми типами эндогенных режимов на континентах и в океанах. Эти регионы имеют общие особенности, отличающие их от регионов с иной геологической историей. Предположение об их существовании базировалось на предварительно построенных схемах глубинных процессов и тепловых моделях, отвечающих адвекционно-полиморфной гипотезе (АПГ). Можно предположить сложность решения поставленной задачи именно для данного эндогенного режима. На платформах широко распространены зоны современной активизации с принципиально другим типом скоростного разреза верхней мантии. Изучение ранее построенных скоростных разрезов платформ на всех континентах позволило обнаружить районы с сохранившимся неактивным режимом. Исключение составляет территория Южной Америки. Собственные построения авторов позволили выявить платформенный разрез лишь для территорииУкраины и только в ограниченном диапазоне глубин. В остальных случаях построенные годографы явно отражали результаты прохождения сейсмических волн по мантии собственно платформ и зон современной активизации. Специальные исследования мантии для региона Украины показали, что эти зоны занимают около половины территории платформы. Ситуация на платформах в других регионах и на других континентах оказалась сходной, годографы – практически идентичными. Подобранный скоростной разрез (отвечающий среднему экспериментальному годографу) оказался близким к среднему между расчетными (по АПГ) для платформы и зоны современной активизации.

Ключевые слова: континентальные платформы, зоны современной активизации, скоростные разрезы верхней мантии.

DOI: https://doi.org/10.21455/GPB2021.1-2

Цитирование: Гордиенко В.В., Гордиенко Л.Я. Скорости Р-волн в верхней мантии платформ // Геофизические процессы и биосфера. 2021. Т. 20, № 1. С. 14–22. https://doi.org/10.21455/GPB2021.1-2

Литература

Беляевский Н.А. Строение земной коры континентов по геолого-геофизическим данным. М.: Недра, 1981. 432 с.

Гордиенко В.В. О природе аномалий скорости продольных сейсмических волн в верхней мантии // Геофиз. журн. 2010. 3. С. 43–63.

Гордиенко В.В. Тепловые процессы, геодинамика, месторождения. М., 2017. 285 с. https://ivangord2000.wixsite.com/tectonos

Гордиенко В.В. Глубина кровли переходной зоны между верхней и нижней мантией Земли // Докл. НАНУ. 2018. № 4. С. 60–65.

Гордиенко В.В., Гордиенко Л.Я. Скоростная модель подкоровой мантии Украины // Геофиз. журн. 2018. № 6. С. 29–50.

Гордиенко В.В., Гордиенко И.В., Гордиенко Л.Я., Завгородняя О.В., Логвинов И.М., Тарасов В.Н. Зоны современной активизации территории Украины // Геофиз. журн. 2020. № 2. С. 29–52.

Карта теплового потока территории СССР. М. 1 : 5 000 000 / Ред. В.В. Гордиенко, У.И. Моисеенко. Киев: ИГФ, 1991. 4 л.

Карта полезных ископаемых России и сопредельных государств. М. 1 : 5 000 000 / Ред. К.Б. Ильин, В.Н. Полуэктов, В.М. Терентьев, А.Д. Щеглов. СПб.: ВСЕГЕИ, 1992.

Национальный атлас России. Т. 2. Природа и экология. М.: Госгисцентр, 2004. 495 с.

Павленкова Н.И., Павленкова Г.А. Строение земной коры и верхней мантии Северной Евразии по данным сейсмического профилирования с ядерными взрывами. М.: Геокарт; ГЕОС, 2014. 191 с.

Харитонов О.М., Красовский С.С., Куприенко П.Я., Кутас В.В., Сологуб Н.В., Дрогицкая Г.М., Тимошенко В.И., Шляховский В.А. Литосферный трансект Вранча – Южно-Украинская АЭС // Геофиз. журн. 1993. № 5. С. 23–31.

Харитонов О.М., Омельченко В.Д., Дрогицкая Г.М., Кутас В.В. Литосферный трансект Бухарест–Чернобыль // Докл. НАН Украины. 1995. № 5. С. 84–87.

Bhattacharya S. Crustal and upper mantle velocity structure of India from surface wave dispersion // Current Sci. 1992. V. 62, N 1. P. 94–100.

Bowman J., Kennett B. The velocity structure of the Australian shield from seismic travel times // Bull. Seisol. Soc. Amer. 1993. V. 83, N 1. P. 25–37.

Buehler J., Shearer P. Uppermost mantle seismic velocity structure beneath USArray // J. Geophys. Res. 2016. V. 122 (1). https://doi.org/10.1002/2016JB013265

Chu R., Schmandt B., Helmberger D. Upper mantle P-velocity structure beneath the Midwestern United States derived from triplicated waveforms // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2012. V. 13, N 118. https://doi.org/10.1029/2011GC003818ISSN: 1525-2027

Chulick G., Detweiler S., Mooney W. Seismic structure of the crust and uppermost mantle of South America and surrounding oceanic basins // J. Soc. Amer. Earth Sci. 2013. V. 42. P. 260–276.

Dec M., Malinowski M., Perchuc A. A new model of the upper mantle structure beneath the western rim of the East European Craton // Solid Earth. 2014. V. 5. P. 523–535.

Fishwick S., Rawlinson N. 3D-structure of the Australian lithosphere from evolving seismic datas // Austr. J. Earth Sci. 2012. V. 59, N 6. P. 809–826

Gordienko L., Gordienko V. P-wave velocities in the upper mantle beneath oceans // NCGT J. 2016. N 3. Р. 389–405.

Hall K., Spakman W. Mantle structure and tectonic evolution of the region north and east of Australia // Bull. Geol. Soc. Amer. 2003. V. 372. P. 361–381.

Hearn T., Wang S., Ni J., Xu Z., Yu Y., Zhang X. Uppermost mantle velocities beneath China and surrounding regions // J. Geophys. Res. 2004. V. 109. B11301.

Julia J., Nyblade A. Probing the upper mantle transition zone under Africa with P520s conversions: Implications for temperature and composition // Earth and Planet. Sci. Let. 2013. V. 368. P. 151–162.

Kiselev S., Vinnik L., Oreshin S., Gupta S., Rai S., Singh A., Kumar M., Mohan G. Lithosphere of the Dharwar craton by joint inversion of P- and S-receiver functions // Geophys. J. Inter. 2008. V. 173 (3). P. 1106–1118. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2008.03777

Koulakov I., Bushenkova N. Upper mantle structure beneath the Siberian craton and surrounding areas based on regional tomographic inversion of P and PP travel times // Tectonophysics. 2010. V. 486. P. 81–100.

Krishna V. Propagation of regional seismic phases in the Indian shield: Constraints on crustal and upper mantle velocity models // Bull. Seismol. Soc. Amer. 2004. V. 94. P. 29–43.

Kuge K., Fukao Y. Evidence of a depleted continental lithosphere // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2005. V. 110, N 6. doi.org/10.1029/2004JB003382

Li C., van der Hilst R., Toksoz M. Constraining P-wave velocity variations in the upper mantle beneath Southeast Asia // Physics of the Earth and Planet. Inter. 2006. V. 154. P. 180–195.

Masse R. Compressional velocity distribution beneath Central and Eastern North America // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1973. V. 63, N 3. P. 911–935.

Neto F., Julia J., Schimmel M. Seismology upper-mantle structure of the Borborema province, NE Brazil, from P-wave tomography: Implications for rheology and volcanism // Geophys. J. Inter. 2019. V. 216. P. 231–250. https://doi.org/10.1093/gji/ggy421

Rocha M., Schimmel M., Assumpção M. Upper-mantle seismic structure beneath SE and Central Brazil from P- and S-wave regional traveltime tomography // Geophys. J. Inter. 2011. V. 184, N 1. P. 268–286.

Rocha M., Azevedo P., Assumpcao M., Pedrosa-Soares A. Delimiting the neoproterozoic São Francisco paleocontinental block with P-wave traveltime tomography // Geophys. J. Inter. 2019. V. 219, N 1. P. 633–644. https://doi.org/10.1093/gji/ggz323

Watson T., Nyblade A., Wiens D., Anandakrishnan S., Benoit M., Shore P., Voigt D., Van Decar J. P- and S-velocity structure of the upper mantle beneath the Transantarctic Mountains, East Antarctic craton, and Ross Sea from travel time tomography // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2006. V. 7, N 7.

Weichert D. Upper mantle structure under the Churchill province of the Canadian shield, east of the Yellowknife seismic array // J. Phys. Earth. 1968. V. 16, spec. is. P. 93–101.

Zhao D. Multiscale seismic tomography. Springer Geophysics, 2015. 303 p.

Zhao M., Langston C., Nyblade A., Owens T. Upper mantle velocity structure beneath Southern Africa from modelling regional seismic data // J. Geophys. Res. 1999. V. 104, B3. P. 4783–4794.

Сведения об авторах

ГОРДИЕНКО Вадим Вячеславович – Институт геофизики им. С.И. Субботина НАН Украины. Украина, 03680, г. Киев, просп. Палладина, д. 32. E-mail: gordienkovadim39@gmail.com

ГОРДИЕНКО Людмила Яковлевна – Институт геофизики им. С.И. Субботина НАН Украины. Украина. 03680, г. Киев, просп. Палладина, д. 32. E-mail: lyagord@gmail.com